- •1. Информация о дисциплине
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно - логическая схема дисциплины «ТОЭ»
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •8.1. Общие сведения об электромагнитном поле
- •8. 2. Электростатическое поле
- •10.2. Электромагнитные свойства среды
- •10.3. Расчет электрических параметров элементов цепи
- •Раздел 11. Переменное электромагнитное поле
- •11.1. Квазистатическое электромагнитное поле
- •11.2. Переменное электромагнитное поле в проводящей среде
- •11.3. Электромагнитное поле в электротехнических устройствах
- •Глоссарий
- •4.2. Текущий контроль
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Теоретические основы электротехники Электромагнитное поле
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Санкт-Петербург Издательство СЗТУ
2008
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электротехники и электромеханики
Теоретические основы электротехники Электромагнитное поле
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Институты: энергетический, радиоэлектроники
Специальности: 140211.65 – электроснабжение; 140601.65 – электромеханика;
140602.65 – электрические и электронные аппараты;
210106.65 – промышленная электроника
Направления подготовки бакалавра:
140200.62 – электроэнергетика;
140600.62 электротехника, электромеханика и электротехнологии;
210100.62 – электроника и микроэлектроника
Санкт-Петербург Издательство СЗТУ
2008
Утверждено редакционно-издательским советом университета
УДК 621.3(07)
Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: учебно-
методический комплекс / сост.: С.М. Аполлонский, А.Л. Виноградов, В.Н. Острейко. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.– 315 с.
Учебно-методический комплекс (УМК) разработан в соответствии с требованииями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.
В дисциплине рассмотрены основы анализа и расчета электромагнитных полей.
Рассмотрено на заседании кафедры электротехники и электромеханики 21 апреля 2008 г., одобрено методической комиссией энергетического института
5 мая 2008 г.
Рецензенты: кафедра электротехники и электромеханики (зав. кафедрой В.И. Рябуха, д-р техн. наук, проф.) Ю.В. Куклев, канд. техн. наук, доц.; С.И. Джаншиев, канд. техн. наук, доц. кафедры электроснабжения СЗТУ.
Составители: С.М. Аполлонский, д-р техн. наук, проф., (§ 3.2; 3.5; 4.3), А.Л. Виноградов, канд. техн. наук, доц., (разд. 1; 2; § 3.2; 3.4; 4.4), В. Н. Острейко, канд. техн. наук, проф. (§ 3.4; 4.1).
©Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008
©Аполлонский С.М., Виноградов А.Л., Острейко В.Н., 2008
1. Информация о дисциплине
1.1. Предисловие
Дисциплина "Теоретические основы электротехники" (ТОЭ) для специальностей 140601.65, 140602.65, 140211.65, 210106.65 состоит из трех частей. Для каждой части составлен учебно-методический комплекс (УМК-1,
УМК-2, УМК-3).
Вчасть 1 (ТОЭ-1), которая представлена в УМК-1, вошли темы по стационарным процессам в линейных электрических цепях.
Вчасть 2 (ТОЭ-2), которая представлена в УМК-2, вошли темы по несинусоидальным и переходным процессам в линейных электрических цепях
инелинейным цепям.
Вчасть 3 (ТОЭ-3), которая представлена в УМК-3, вошли темы по электромагнитному полю. В данном сборнике представлена третья часть (ТОЭ- 3) – «Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле».
Целью изучения дисциплины является формирование системы научных
знаний в |
области |
ТОЭ и изучение |
основных |
вопросов |
теории |
электромагнитного поля. |
|
|
|
|
|
Задачи |
изучения |
дисциплины |
усвоение и |
понимание |
явлений, |
происходящих в электрических цепях.
В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знанийподисциплине, формируемыми нанесколькихуровнях.
Иметьпредставление:
- отеорииэлектромагнитногополяиобобластяхееприменения; - об устройстве и принципах действия разнообразной
электротехнической аппаратуры.
Знать:
-методы расчета электростатических полей;
-методы расчета электромагнитных полей постоянного тока;
-методы расчета электрических параметров элементов цепи;
-методы расчета переменных электромагнитных полей в диэлектрике и
впроводящей среде.
Уметь применять полученные знания для изучения последующих дисциплин, использующих теорию электротехники.
Владеть:
- методами расчета электростатических полей;
-методами расчета электромагнитных полей постоянного тока;
-методами расчета индуктивно связанных цепей;
-методами расчета переменных электромагнитных полей в диэлектрике
ив проводящей среде.
Место изучения дисциплины в учебном процессе Для изучения дисциплины необходимы знания следующих дисциплин
и их разделов:
по физике электричество и магнетизм, колебания и волновое движение, физика твердого тела, физические величины и единицы их измерения;
по высшей |
математике |
|
дифференциальное |
и |
|
интегральное |
||||
исчисления, дифференциальные |
уравнения и |
методы |
их решения, |
|||||||
операционное исчисление, |
ряды, |
функции |
комплексной |
переменной; |
|
|||||
по вычислительной математике и программированию |
|
приближенные |
||||||||
вычисления, численные методы решения; |
|
|
|
|
|
|
||||
по вычислительной |
технике |
|
основ |
программирования |
и |
|||||
функционирования ЭВМ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по основам метрологии и стандартизации |
Международную систему |
|||||||||
единиц (СИ), методы и средства измерения электрических |
и |
магнитных |
||||||||
величин, условное |
графическое |
изображение электрических, |
магнитных и |
|||||||
полупроводниковых элементов, схемы и их выполнение; |
|
|
|
|
||||||
по экономике |
|
экономические |
критерии в |
|
электротехнике, |
повышение коэффициента полезного действия и коэффициента мощности электротехнических устройств, надежность.
Приобретенные знания студентами будут непосредственно использованы, при изучении многих специальных дисциплин, а также в курсовом и дипломном проектировании.
Структура учебно методического комплекса представлена ниже. Рабочая программа разбита на 4 раздела, каждый из которых состоит из
нескольких тем.
Для проверки усвоения материала каждый раздел опорного конспекта заканчивается промежуточным тестированием.
Итоговым контролем является: 1. Контрольная работа, состоящая из задач, для решения которых необходимо знание соответствующих разделов. 2. Экзамены и зачеты (вопросы к экзаменам и зачетам приведены в разделе «Блок контроля освоения дисциплины»). Распределение экзаменов и зачетов по
семестрам (частям) для каждой специальности приведено в разделе «1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы».
Структура учебно-методического комплекса
ТОЭ
Часть 1 |
Часть 2 |
Часть 3 |
|
|
|
ТОЭ - 2 |
|
|
|
|
||
ТОЭ-1 |
|
|
|
|
ТОЭ -3 |
|
|||
|
|
Несинусоидальн |
|
|
|||||
Стационарные |
|
|
|
Электромагни |
|
||||
|
|
ые и переходные |
|
|
|||||
процессы |
в |
|
|
тное поле |
|
||||
|
процессы |
в |
|
|
|||||
линейных |
|
|
|
|
|
||||
|
|
линейных |
|
|
|
|
|||
электрических |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
электрических |
|
|
|
|
|||
цепях. |
|
|
цепях; |
|
|
|
|
||
|
|
|
нелинейные |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Этот УМК-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
представлен в данном |
||
|
|
|
|
УМК-2 |
|
|
|||
УМК-1 |
|
|
|
|
|
|
сборнике. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2.Содержание дисциплины и виды учебной работы
Физические основы электротехники; уравнения электромагнитного поля; законы электрических цепей; цепи синусоидального тока; трехфазные цепи; расчет цепей при периодических
несинусоидальных |
воздействиях; многополюсники; переходные процессы в |
||
линейных цепях; |
нелинейные электрические |
и магнитные цепи; |
цепи с |
распределенными |
параметрами; теория |
электромагнитного |
поля; |
электростатическое поле; стационарное электрическое поле; магнитное поле; аналитические и численные методы расчета электрических и магнитных полей; переменное электромагнитное поле; поверхностный эффект и эффект близости; электромагнитное экранирование (полужирным шрифтом отмечено содержание дисциплины, вошедшей в данныйсборник).
Объем дисциплины и виды учебной работы
по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стационарные |
|
в |
Несинусоидальные и |
|
|
|
|
|||||
|
процессы |
|
переходные |
|
|
|
|
|
|||||
|
линейных |
|
|
процессы в |
|
Электромагнитное поле |
|||||||
Вид учебной работы |
электрических |
|
|
линейных цепях. |
|
|
|
|
|||||
цепях |
|
|
|
|
Нелинейные цепи |
|
|
|
|
||||
|
Всего часов |
|
Всего часов |
Всего часов |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Форма обучения |
Форма обучения |
Форма обучения |
||||||||||
|
|
Очно- |
Заочна |
Очна |
Очно- |
Заочн |
Очна |
|
Очно- |
|
|||
|
Очная |
заочна |
заочна |
|
Заочная |
||||||||
|
|
я |
|
я |
|
я |
я |
|
ая |
я |
|
заочная |
|
Общая трудоемкость |
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
дисциплины |
|
135 |
|
|
|
|
135 |
|
|
|
130 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работа под |
|
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
|
|
руководством |
81 |
81 |
|
81 |
|
81 |
81 |
|
81 |
78 |
|
78 |
78 |
преподавателя (включая |
|
|
|
|
|||||||||
ДОТ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В т.ч. аудиторные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
занятия: |
28 |
12 |
|
6 |
|
24 |
12 |
|
6 |
16 |
|
12 |
4 |
лекции, |
|
|
|
|
|||||||||
практические занятия |
16 |
12 |
|
6 |
|
16 |
12 |
|
6 |
16 |
|
12 |
4 |
(ПЗ), |
16 |
8 |
|
4 |
|
16 |
8 |
|
4 |
16 |
|
12 |
8 |
лабораторные работы |
|
|
|
|
|||||||||
(ЛР) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа |
54 |
54 |
|
54 |
|
54 |
54 |
|
54 |
52 |
|
52 |
52 |
студента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Промежуточный |
9 |
9 |
|
9 |
|
6 |
6 |
|
6 |
4 |
|
4 |
4 |
контроль, количество |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольная работа |
0 |
1 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
1 |
0 |
|
1 |
1 |
Вид итогового контроля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(зачет, экзамен) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
210106.65 |
|
Зачет |
|
|
|
Зачет |
|
|
Экзамен |
||||
140211.65 |
Экзамен |
|
|
Экзамен |
|
|
Экзамен |
||||||
140601.65, 140602.65 |
Зачет, экзамен |
|
Зачет, экзамен |
Зачет, экзамен |